谷歌A/ 谷歌即將首次把自研AI芯片送入低地球軌道，探索將AI算力從地面數據中心延伸至太空。

下周，一顆由谷歌與衛星成像公司Planet聯合研製的實驗衛星，將搭乘SpaceX的Transporter-18拼車任務發射升空。衛星搭載4顆谷歌自研Trillium TPU芯片，將在軌運行谷歌Gemini模型，並接收、回答來自地面的指令。

這是谷歌「日晷捕手」（Project Suncatcher）項目的首次在軌測試。谷歌的長期目標，是在地球軌道上部署由多顆衛星組成的AI計算集群，以獲得更充足的太陽能，並緩解地面數據中心面臨的電力和土地約束。

不過，這次任務仍屬於早期技術驗證。谷歌研究高級副總裁James Manyika表示，當前階段重點是驗證芯片和相關硬件能否經受發射、輻射和太空熱環境，而非立即推出商業化系統。更現實的問題是，在太空運行AI芯片，目前連散熱都尚未完全解決——衛星每次全功率運行約15分鐘，就必須停機降溫。

AI算力為何瞄準太空？

推動谷歌探索太空數據中心的核心原因之一，是AI基礎設施不斷增長的能源需求。隨着數據中心持續擴張，電力供應、土地和電網容量都面臨越來越大的約束，而近地軌道能夠獲得更充足的太陽能，理論發電量最高可達到地面的8倍。

這一構想最早由谷歌副總裁Blaise Agüera y Arcas提出。三年前，他在一次討論AI能源瓶頸的閉門會議上形成這一設想，隨後向首席執行官Sundar Pichai和聯合創始人Sergey Brin彙報，項目獲得支持並啓動。

谷歌測算認為，隨着火箭發射成本持續下降，到2030年代中期，在太空運行數據中心的綜合成本有望接近地面數據中心。但要實現這一目標，首先必須解決芯片在軌運行的基本工程問題。

芯片上天，先過三道關

第一關是發射衝擊。火箭升空過程中，衛星需要承受約10倍重力加速度，內部芯片組件承受的衝擊力甚至可能達到50至100倍重力加速度。谷歌團隊對衛星進行了全三軸劇烈振動測試，測試結束後固定螺絲均未發生鬆動。

第二關是太空輻射。走出大氣層保護後，宇宙射線和高能粒子可能穿透電子元件，引發計算錯誤。谷歌將Trillium TPU送至加州大學戴維斯分校的Crocker覈實驗室，利用質子束轟擊芯片，在運行AI工作負載的同時模擬5年軌道任務的累計輻射劑量。測試顯示，芯片能夠承受這一劑量，出現計算錯誤後可通過系統重啓恢復。

第三關也是目前最棘手的散熱問題。真空環境中沒有空氣對流，芯片產生的熱量只能依靠傳導和輻射排出。谷歌設計了純傳導式散熱結構，將熱量傳至金屬層，再由輻射板向真空排熱。

但這一方案仍限制了芯片的持續運行能力：衛星每次只能全功率運行約15分鐘，隨後必須停機降溫。對於需要持續處理AI任務的數據中心而言，這意味着熱管理仍是規模化部署必須解決的關鍵環節。

太空數據中心競賽升溫：谷歌計劃2027年雙星驗證

此次發射的實驗衛星體積約相當於一台家用冰箱，展開後的太陽能電池板僅提供約1千瓦電力，設計工作壽命為一年，最終將墜入大氣層燒燬。相比完整的數據中心，它更像是一個用於驗證關鍵技術的軌道測試平台。

谷歌的長期設想，是部署由多顆衛星組成的計算集群。目前的構想是讓81顆衛星在約650公里高度、1公里半徑範圍內編隊飛行，並通過超高帶寬的星間激光鏈路共享算力和數據。

這對激光通信提出了新的要求。傳統太空激光通信主要面向遠距離數據傳輸，而谷歌設想的衛星需要在數公里距離內、高速相對運動的情況下保持精準對準。谷歌將這一難度比作「在高速運動中擊中一枚移動的硬幣」。

相關技術的首次在軌測試計劃於2027年進行，屆時谷歌將同時發射兩顆衛星，驗證衛星之間的激光組網能力。

谷歌並非唯一押注這一方向的公司。據The Next Web報道，英偉達支持的初創公司Starcloud已於去年11月將一顆搭載H100芯片的衛星送入軌道；SpaceX則計劃最早於2027年底發射搭載英偉達芯片的首批Starmind AI衛星。

不過，太空AI基礎設施距離規模化應用仍存在明顯障礙。當前低地球軌道已追蹤到約44870個物體，其中大部分為碎片，650公里附近的軌道空間尤為擁擠。與此同時，發射成本、在軌工程以及衛星規模化製造能力，都將影響這一概念能否從技術實驗真正走向商業基礎設施。